分贝介绍

发布时间:2017/2/20 17:24:00

在电子工程领域,放大器增益使用的就是“dB”(分贝)。放大器输出与输入的比值为放大倍数,单位是“倍”,如10倍放大器,100倍放大器。当改用“分贝”做单位时,放大倍数就称之为“增益”,这是一个概念的两种称呼。

电学中分贝与放大倍数的转换关系为:

电压增益:A(V)(dB)=20lg(Vo/Vi)

电流增益:A(I)(dB)=20lg(Io/Ii)

功率增益:Ap(dB)=10lg(Po/Pi)

“分贝”定义时电压电流增益和功率增益的公式不同,因为功率与电压、电流的关系是:P=V^2/R=I^2/R。所以:

10lg[Po/Pi]=10lg[(Vo^2/R)/(Vi^2/R)]=20lg(Vo/Vi)

使用“分贝”做单位主要有三大好处。

1)数值变小,读写方便。电子系统的总放大倍数常常是几千、几万甚至几十万,一架收音机从天线收到的信号至送入喇叭放音输出,一共要放大2万倍左右。用分贝表示先取个对数,数值就小得多。

2)运算方便。放大器级联时,总的放大倍数是各级相乘。用分贝做单位时,总增益就是相加。若某功放前级是100(20dB),后级是20(13dB),那么总功率放大倍数是100×20=2000倍,总增益为20dB13dB=33dB

3)符合听感,估算方便。人听到声音的响度是与功率的相对增长相关的。例如,当电功率从0.1瓦(-10 dB)增长到1.1瓦(0.4dB)时,听到的声音就响了很多;而从1瓦(30 dB)增强到2瓦(33 dB)时,响度就差不太多;再从10瓦(30 dB)增强到11瓦(30.4 dB)时,几乎没有人能听出响度的差别来。我们平时使用的HiFi功放上的音量旋钮刻度都是标的“dB”

分贝数值中,“-3dB”“0dB”两个点是必须了解的。“-3dB”也叫半功率点或截止频率点。这时功率是正常时的一半,电压或电流是正常时的1/2。在电声系统中, “±3dB”的差别被认为不会影响总特性。所以各种设备指标,如频率范围,输出电平等,不加说明的话都可能有±3dB的出入。例如,前面提到的频响10Hz40kHz,就是表示在这段频率中,输出幅度不会超过±3dB,也就是说在10Hz40kHz这二个端点频率上,输出电压幅度只有中间频率段的0.707倍了。“0dB”表示输出与输入或两个比较信号值一样大。分贝是一个相对大小的量,没有的量值。

通常我们在电平表或马路上的噪声计上也能看到多少dB的测出值,这是因为人们给0dB先定了一个基准。例如声级计的0dB2×104μb(微巴),这样马路上的噪声是50dB60dB就有了的轻响概念。常用的0dB基准有下面几种:dBFS——以满刻度的量值为0dB,常用于各种特性曲线上;dBm——600Ω负载上产生1mW功率(0.775V电压)0dB,常用于交流电平测量仪表上;dBV——1伏为0dBdBW——1瓦为0dB。一般读出多少dB后,就不用再化为电压、声压等物理量值了,只有在极少数场合才要折合。这时只需代入公式:10A/20(A/10)×D0计算即可。A为读出的分贝数值,D00dB时的基准值,电压、电流或声压用A/20,电功率、声功率或声强则用A/10

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